BR112020009352B1 - PROCESS FOR RECOVERING ETHYLENE GLYCOL - Google Patents
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Abstract
Trata-se de um processo para a recuperação de etilenoglicol a partir de uma corrente aquosa compreendendo etilenoglicol. O processo compreende (a) submeter uma corrente aquosa 5 compreendendo etilenoglicol a uma etapa de evaporação em um evaporador de efeito múltiplo para se obter uma corrente concentrada que compreende etilenoglicol; (b) sujeitar a dita corrente concentrada compreendendo etilenoglicol a uma primeira etapa de desidratação em um primeiro desidratador 10 operando a uma pressão superior na faixa de 0 barg (bar gauge) a 4 barg (bar gauge) para se obter uma corrente parcialmente desidratada de etilenoglicol, e (c) submeter a dita corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada a uma segunda etapa de desidratação em um segundo desidratador operando sob 15 vácuo para se obter uma corrente de etilenoglicol desidratada.This is a process for recovering ethylene glycol from an aqueous stream comprising ethylene glycol. The process comprises (a) subjecting an aqueous stream 5 comprising ethylene glycol to an evaporation step in a multiple effect evaporator to obtain a concentrated stream comprising ethylene glycol; (b) subjecting said concentrated stream comprising ethylene glycol to a first dehydration step in a first dehydrator 10 operating at a higher pressure in the range of 0 barg (bar gauge) to 4 barg (bar gauge) to obtain a partially dehydrated stream of ethylene glycol, and (c) subjecting said partially dehydrated ethylene glycol stream to a second dehydration step in a second dehydrator operating under vacuum to obtain a dehydrated ethylene glycol stream.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um processo para a recuperação de etilenoglicol, mais adequadamente dentro de um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicóis.[001] The present invention relates to a process for recovering ethylene glycol, more suitably within an integrated ethylene oxide/ethylene glycols process.
[002] O óxido de etileno (EO) é usado como intermediário químico, principalmente para a produção de etilenoglicóis, mas também para a produção de etoxilatos, etanol-aminas, solventes e éteres de glicol. Ele é produzido pela oxidação direta do etileno com oxigênio ou ar. O etileno e o oxigênio passam por um catalisador de óxido de prata, tipicamente a pressões de 10 a 30 bar e temperaturas de 200 a 300 °C. A reação é exotérmica e um reator típico consiste em grandes feixes de vários milhares de tubos que são preenchidos com catalisador. Um líquido de refrigeração envolve os tubos do reator, removendo o calor da reação e permitindo o controle de temperatura.[002] Ethylene oxide (EO) is used as a chemical intermediate, mainly for the production of ethylene glycols, but also for the production of ethoxylates, ethanol-amines, solvents and glycol ethers. It is produced by the direct oxidation of ethylene with oxygen or air. Ethylene and oxygen pass through a silver oxide catalyst, typically at pressures of 10 to 30 bar and temperatures of 200 to 300 °C. The reaction is exothermic and a typical reactor consists of large bundles of several thousand tubes that are filled with catalyst. A coolant surrounds the reactor tubes, removing heat from the reaction and allowing temperature control.
[003] A corrente de produto do reator de óxido de etileno é fornecida a um absorvedor de óxido de etileno. O absorvedor tem uma seção inicial de resfriamento em que a corrente do produto entra em contato com uma corrente de resfriamento aquosa recirculante resfriada e uma solução básica é continuamente adicionada à corrente de resfriamento recirculante. A corrente de gás passa da seção de resfriamento para a seção principal do absorvedor de óxido de etileno, onde é lavada com água para recuperar o óxido de etileno.[003] The product stream from the ethylene oxide reactor is supplied to an ethylene oxide absorber. The absorber has an initial cooling section in which the product stream contacts a cooled recirculating aqueous cooling stream and a base solution is continuously added to the recirculating cooling stream. The gas stream passes from the cooling section to the main ethylene oxide absorber section, where it is flushed with water to recover the ethylene oxide.
[004] A corrente de água resultante, que é rica em óxido de etileno, é chamada de absorvedor pesado e é enviada para um decapante de óxido de etileno. No decapante de óxido de etileno, o óxido de etileno é retirado do absorvedor pesado e uma corrente concentrada de óxido de etileno é enviada aos processos de acabamento de óxido de etileno, como condensação, destilação e reabsorção. Os líquidos restantes, chamados de absorvedores leves, são reciclados para o absorvedor de óxido de etileno. Um absorvedor de óxido de etileno residual é usado para recuperar o óxido de etileno não condensado das extremidades leves deixadas após a condensação do óxido de etileno/vapor de água da parte superior do decapante de óxido de etileno.[004] The resulting water stream, which is rich in ethylene oxide, is called a heavy absorber and is sent to an ethylene oxide stripper. In ethylene oxide stripper, ethylene oxide is removed from the heavy absorber and a concentrated stream of ethylene oxide is sent to ethylene oxide finishing processes such as condensation, distillation and reabsorption. The remaining liquids, called light absorbers, are recycled to the ethylene oxide absorber. A residual ethylene oxide absorber is used to recover uncondensed ethylene oxide from the light ends left after ethylene oxide/water vapor condensation from the top of the ethylene oxide stripper.
[005] Os gases residuais que permanecem após a recuperação do produto de volume de óxido de etileno são reciclados para o reator de oxidação do etileno. Normalmente, um pequeno fluxo de sangria é retirado dos gases reciclados para evitar o acúmulo de impurezas como argônio, etano ou nitrogênio no circuito de gás de reciclagem. Uma corrente lateral, que é parte ou todo o gás de reciclagem, é geralmente lavada com um absorvedor aquoso de dióxido de carbono (CO2) para remoção do excesso de CO2, que é subsequentemente retirado do absorvedor em um decapante de CO2 e normalmente é ventilado, ou se desejado, recuperado para uso ou venda como subproduto.[005] Waste gases remaining after recovery of the ethylene oxide bulk product are recycled to the ethylene oxidation reactor. Typically, a small bleed flow is taken from the recycled gases to prevent the accumulation of impurities such as argon, ethane or nitrogen in the recycling gas circuit. A side stream, which is some or all of the recycle gas, is usually washed with an aqueous carbon dioxide (CO2) absorber to remove excess CO2, which is subsequently removed from the absorber in a CO2 stripper and is normally vented , or if desired, recovered for use or sale as a by-product.
[006] Após purificação adicional do óxido de etileno, o óxido de etileno de alta pureza (HPEO) pode ser resfriado, armazenado e transportado para os clientes.[006] After further purification of the ethylene oxide, high purity ethylene oxide (HPEO) can be cooled, stored and transported to customers.
[007] Alternativa ou adicionalmente, o óxido de etileno é geralmente produzido em um processo combinado de óxido de etileno/etilenoglicol, que tem as vantagens de o processo de epoxidação de etileno produzir intrinsecamente glicóis que requerem processamento, e que os processos combinados de epoxidação de etileno e processamento de glicol oferecem oportunidades para integração de calor.[007] Alternatively or additionally, ethylene oxide is generally produced in a combined ethylene oxide/ethylene glycol process, which has the advantages that the ethylene epoxidation process intrinsically produces glycols that require processing, and that combined epoxidation processes Ethylene and glycol processing offer opportunities for heat integration.
[008] Por conseguinte, o óxido de etileno produzido na planta de epoxidação de etileno pode ser direcionado para uma unidade de etilenoglicol compreendendo um reator de etilenoglicol, em que o óxido de etileno é convertido em monoetilenoglicol (MEG) e glicóis mais pesados por reação térmica com excesso de água. Tipicamente, é utilizada uma razão água/óxido de etileno na faixa de 7 a 14 (peso/peso). Por meio de uma série de (tipicamente três) preaquecedores que usam vapor de processo de baixa pressão, troca direta de calor com condensado de processo quente e vapor de alta pressão, são usadas temperaturas do reator de etilenoglicol na faixa de 150 a 250 °C. Nessas condições, as taxas de reação são rápidas e não é necessário catalisador. A reação de hidrólise do óxido de etileno produz um efluente contendo principalmente água e uma corrente de produto de glicol compreendendo cerca de 90% em peso de monoetilenoglicol (MEG), sendo o restante predominantemente dietilenoglicol (DEG), alguns trietilenoglicol (TEG) e uma pequena quantidade de homólogos mais altos.[008] Therefore, ethylene oxide produced in the ethylene epoxidation plant can be directed to an ethylene glycol unit comprising an ethylene glycol reactor, in which ethylene oxide is converted into monoethylene glycol (MEG) and heavier glycols by reaction heat with excess water. Typically, a water/ethylene oxide ratio in the range of 7 to 14 (weight/weight) is used. Through a series of (typically three) preheaters using low pressure process steam, direct heat exchange with hot process condensate and high pressure steam, ethylene glycol reactor temperatures in the range of 150 to 250 °C are used. . Under these conditions, reaction rates are rapid and no catalyst is required. The ethylene oxide hydrolysis reaction produces an effluent containing mainly water and a glycol product stream comprising about 90% by weight monoethylene glycol (MEG), the remainder being predominantly diethylene glycol (DEG), some triethylene glycol (TEG) and a small amount of higher counterparts.
[009] O efluente do reator de etilenoglicol aquoso é passado através de colunas sucessivas do evaporador (“efeito múltiplo”) para remover a água, que é devolvida ao reator de etilenoglicol. A desidratação adicional do efluente do evaporador é seguida por destilação a vácuo para produzir uma corrente de etilenoglicol desidratado, seguida pela remoção de impurezas para fornecer uma corrente de produto purificada de etilenoglicol.[009] The effluent from the aqueous ethylene glycol reactor is passed through successive evaporator columns (“multiple effect”) to remove water, which is returned to the ethylene glycol reactor. Further dehydration of the evaporator effluent is followed by vacuum distillation to produce a dehydrated ethylene glycol stream, followed by removal of impurities to provide a purified ethylene glycol product stream.
[0010] A linha de recuperação convencional de etilenoglicol consiste em tipicamente três a seis evaporadores de efeito múltiplo de alimentação direta operando a pressões decrescentes. O calor do primeiro evaporador é fornecido através de vapor de alta pressão, e o vapor suspenso de cada evaporador é usado no reebulidor do evaporador subsequente. O efluente do último evaporador da linha geralmente contém entre 20 e 40% em peso de água e é submetido à desidratação em uma única coluna de destilação ("desidratador de glicol") sob vácuo para fornecer uma corrente de etilenoglicol desidratado. Vantajosamente, a sobrecarga vaporosa do último evaporador (geralmente de 3 a 8 barg) é pelo menos parcialmente utilizada como vapor de processo para vários consumidores de vapor na planta de óxido de etileno/etilenoglicol. O processo coletado condensado dos reebulidores do segundo, terceiro etc. evaporadores são expostos e o condensado quente é usado para troca direta de calor em um dos preaquecedores do reator de etilenoglicol, e novamente exposto a um tambor [0010] A linha de recuperação convencional de etilenoglicol consiste em tipicamente três a seis evaporadores de efeito múltiplo de alimentação direta operando a pressões decrescentes. O calor do primeiro evaporador é fornecido através de vapor de alta pressão, e o vapor suspenso de cada evaporador é usado no reebulidor do evaporador subsequente. O efluente do último evaporador da linha geralmente contém entre 20 e 40% em peso de água e é submetido à desidratação em uma única coluna de destilação ("desidratador de glicol") sob vácuo para fornecer uma corrente de etilenoglicol desidratado. Vantajosamente, a sobrecarga vaporosa do último evaporador (geralmente de 3 a 8 barg) é pelo menos parcialmente utilizada como vapor de processo para vários consumidores de vapor na planta de óxido de etileno/etilenoglicol. O processo coletado condensado dos reebulidores do segundo, terceiro etc. evaporadores são expostos e o condensado quente é usado para troca direta de calor em um dos preaquecedores do reator de etilenoglicol, e novamente exposto a um tambor de oscilação de água para produzir vapor de baixa pressão (tipicamente cerca de 3 barg).[0010] The conventional ethylene glycol recovery line typically consists of three to six direct feed multiple effect evaporators operating at decreasing pressures. Heat from the first evaporator is supplied by high-pressure steam, and the suspended steam from each evaporator is used in the reboiler of the subsequent evaporator. Effluent from the last evaporator in the line generally contains between 20 and 40% by weight water and is subjected to dehydration in a single distillation column ("glycol dehydrator") under vacuum to provide a stream of dehydrated ethylene glycol. Advantageously, the vaporous overhead of the last evaporator (generally 3 to 8 barg) is at least partially used as process steam for various steam consumers in the ethylene oxide/ethylene glycol plant. The process collected condensate from the second, third, etc. reboilers. evaporators are exposed and the hot condensate is used for direct heat exchange in one of the ethylene glycol reactor preheaters, and again exposed to a drum [0010] The conventional ethylene glycol recovery line typically consists of three to six multiple-effect evaporators of direct feed operating at decreasing pressures. Heat from the first evaporator is supplied by high-pressure steam, and the suspended steam from each evaporator is used in the reboiler of the subsequent evaporator. Effluent from the last evaporator in the line generally contains between 20 and 40% by weight water and is subjected to dehydration in a single distillation column ("glycol dehydrator") under vacuum to provide a stream of dehydrated ethylene glycol. Advantageously, the vaporous overhead of the last evaporator (generally 3 to 8 barg) is at least partially used as process steam for various steam consumers in the ethylene oxide/ethylene glycol plant. The process collected condensate from the second, third, etc. reboilers. Evaporators are exposed and the hot condensate is used for direct heat exchange in one of the ethylene glycol reactor preheaters, and again exposed to a water oscillation drum to produce low pressure steam (typically about 3 barg).
[0011] Existe uma necessidade contínua no campo da fabricação de etilenoglicol para melhorar a eficiência energética das etapas do processo de óxido de etileno e de etilenoglicol.[0011] There is an ongoing need in the field of ethylene glycol manufacturing to improve the energy efficiency of the ethylene oxide and ethylene glycol process steps.
[0012] Por conseguinte, os presentes inventores procuraram fornecer um processo aprimorado para a fabricação de etilenoglicol, em particular um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol que requer menos importação externa de vapor.[0012] Therefore, the present inventors sought to provide an improved process for the manufacture of ethylene glycol, in particular an integrated ethylene oxide/ethylene glycol process that requires less external import of steam.
[0013] A Figura 1 é um diagrama esquemático que mostra um processo de acordo com a técnica anterior.[0013] Figure 1 is a schematic diagram showing a process according to the prior art.
[0014] A Figura 2 é um diagrama esquemático que mostra um processo de acordo com uma modalidade da invenção.[0014] Figure 2 is a schematic diagram showing a process according to an embodiment of the invention.
[0015] A Figura 3 é um diagrama esquemático que mostra um processo de acordo com uma modalidade da invenção.[0015] Figure 3 is a schematic diagram showing a process according to an embodiment of the invention.
[0016] Os presentes inventores descobriram que, em um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol, uma economia substancial de energia pode ser obtida por um processo que envolve uma operação de desidratação de glicol em duas etapas, em que o efluente dos evaporadores de efeito múltiplo é submetido a uma etapa de pré-desidratação em uma coluna de destilação a baixa pressão suspensa (sem vácuo) antes da etapa de destilação a vácuo de etilenoglicol convencional[0016] The present inventors have discovered that, in an integrated ethylene oxide/ethylene glycol process, substantial energy savings can be obtained by a process involving a two-step glycol dehydration operation, in which the effluent from the evaporators of multiple effect is subjected to a pre-dehydration step in a suspended low-pressure distillation column (without vacuum) prior to the conventional ethylene glycol vacuum distillation step
[0017] Assim, em um aspecto da presente invenção, é fornecido um processo para a recuperação de etilenoglicol a partir de uma corrente aquosa compreendendo etilenoglicol, em que o dito processo compreende (a) sujeitar a dita corrente aquosa compreendendo etilenoglicol a uma etapa de evaporação em um evaporador de efeito múltiplo para se obter uma corrente concentrada compreendendo etilenoglicol; (b) sujeitar a dita corrente concentrada compreendendo etilenoglicol a uma primeira etapa de desidratação em um primeiro desidratador operando a uma pressão superior na faixa de 0 barg a 4 barg para se obter uma corrente parcialmente desidratada de etilenoglicol, (c) sujeitar a dita corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada a uma segunda etapa de desidratação em um segundo desidratador operando sob vácuo para se obter uma corrente de etilenoglicol desidratada.[0017] Thus, in one aspect of the present invention, there is provided a process for recovering ethylene glycol from an aqueous stream comprising ethylene glycol, wherein said process comprises (a) subjecting said aqueous stream comprising ethylene glycol to a step of evaporation in a multiple effect evaporator to obtain a concentrated stream comprising ethylene glycol; (b) subjecting said concentrated stream comprising ethylene glycol to a first dehydration step in a first dehydrator operating at a higher pressure in the range of 0 barg to 4 barg to obtain a partially dehydrated stream of ethylene glycol, (c) subjecting said stream to partially dehydrated ethylene glycol to a second dehydration step in a second dehydrator operating under vacuum to obtain a dehydrated ethylene glycol stream.
[0018] Em comparação com uma etapa convencional única de destilação a vácuo, o processo de desidratação com glicol em duas etapas, conforme definido nas etapas (b) e (c), em que, após a evaporação de efeitos múltiplos, o glicol é pré-desidratado em um desidratador que opera a pressão sem vácuo produzir vapor suspenso de baixa pressão, permite recuperar energia térmica que, de outra forma, seria descartada como calor de baixa qualidade (por exemplo, água de resfriamento).[0018] Compared to a conventional single-step vacuum distillation, the two-step glycol dehydration process as defined in steps (b) and (c), in which, after multi-effect evaporation, the glycol is pre-dehydrated in a dehydrator that operates at pressure without a vacuum to produce low-pressure suspended vapor, allows the recovery of thermal energy that would otherwise be discarded as low-quality heat (e.g. cooling water).
[0019] Mais especificamente, verificou-se que os vapores suspensos do primeiro desidratador operando a pressão elevada podem ser efetivamente utilizados para conduzir uma ampla gama de consumidores de vapor de baixa pressão nas etapas associadas do processo. Por exemplo, verificou-se que a desidratação de glicol em duas etapas, conforme divulgada aqui, pode ser integrada no processo de óxido de etileno/etilenoglicol, de modo que o vapor de baixa pressão gerado a partir do primeiro desidratador seja suficiente para suprir todos os requisitos de refrigeração do processo, resultando em menor ou nenhuma importação de vapor externo para o processo para fins de refrigeração. Assim, a desidratação de glicóis em duas etapas de acordo com a presente invenção resulta em aumento da eficiência energética e custos de processo reduzidos de um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol.[0019] More specifically, it was found that suspended vapors from the first dehydrator operating at high pressure can be effectively used to drive a wide range of low pressure vapor consumers in the associated process steps. For example, it has been found that two-step glycol dehydration as disclosed herein can be integrated into the ethylene oxide/ethylene glycol process so that the low-pressure steam generated from the first dehydrator is sufficient to supply all process refrigeration requirements, resulting in less or no import of external steam into the process for refrigeration purposes. Thus, the two-step dehydration of glycols in accordance with the present invention results in increased energy efficiency and reduced process costs of an integrated ethylene oxide/ethylene glycol process.
[0020] As seguintes definições se aplicam. Primeiramente, "barg" significa “bar gauge". Além disso, salvo indicação em contrário, por referência de pressão é feita a pressão absoluta. Este último implica que uma “pressão de 250 mbar” significa uma “pressão absoluta de 250 mbar” (ou seja, 250 mbara). Além disso, "operar sob vácuo" significa "operar sob pressão subatmosférica". Além disso, a pressão manométrica é igual à pressão absoluta menos a pressão atmosférica. Assim, em um caso em que a pressão manométrica é 0 barg, a pressão absoluta é igual à pressão atmosférica.[0020] The following definitions apply. Firstly, "barg" means “bar gauge”. Furthermore, unless otherwise stated, by pressure reference the absolute pressure is taken. The latter implies that a “pressure of 250 mbar” means an “absolute pressure of 250 mbar” ( i.e. 250 mbara). Furthermore, "operating under vacuum" means "operating under sub-atmospheric pressure". Furthermore, gauge pressure is equal to absolute pressure minus atmospheric pressure. Thus, in a case where gauge pressure is 0 barg, absolute pressure is equal to atmospheric pressure.
[0021] Como mencionado acima, o processo de recuperação de etilenoglicol de acordo com a presente invenção é particularmente adequado para implementação em um processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol, através da utilização de vapor de baixa pressão produzida pelo primeiro desidratador na seção de etilenoglicol de back-end para impulsionar os consumidores de vapor de baixa pressão no processo.[0021] As mentioned above, the ethylene glycol recovery process according to the present invention is particularly suitable for implementation in an integrated ethylene oxide/ethylene glycol process, through the use of low pressure steam produced by the first dehydrator in the back-end ethylene glycol to drive low-pressure steam consumers in the process.
[0022] No processo de óxido de etileno (EO), a água resfriada é usada para resfriar o absorvente leve usado no absorvedor de óxido de etileno, condensar os vapores suspensos dos decapantes de EO e na coluna de purificação de EO. Normalmente, a água gelada é gerada por meio de equipamento de absorção de vapor, no qual a fonte de energia é vapor de baixa pressão ou água quente disponível do processo. Em um processo convencional de óxido de etileno/etilenoglicol, o calor para o equipamento de refrigeração é fornecido principalmente pelo vapor de baixa pressão gerado no condensador da coluna de purificação de monoetilenoglicol (MEG) pela condensação dos vapores suspensos do decapador de EO e/ou pelo absorvente leve quente do decapador de EO. O processo de back-end convencional de etilenoglicol é geralmente projetado com três a seis evaporadores de glicol em linha, em que o último evaporador é tipicamente operado a uma pressão de cerca de 5 barg e em que seu vapor suspenso é usado como vapor de processo por vários usuários de vapor na planta como o reebulidor de decapante EO, desidratador de glicol e removedor de decapante de reebulidor de CO2.[0022] In the ethylene oxide (EO) process, chilled water is used to cool the light absorbent used in the ethylene oxide absorber, condense suspended vapors from the EO strippers and in the EO purification column. Typically, chilled water is generated using vapor absorption equipment, in which the energy source is low-pressure steam or hot water available from the process. In a conventional ethylene oxide/ethylene glycol process, heat for refrigeration equipment is supplied primarily by low-pressure steam generated in the condenser of the monoethylene glycol (MEG) purification column by condensation of suspended vapors from the EO stripper and/or by hot light EO stripper absorbent. The conventional ethylene glycol back-end process is generally designed with three to six in-line glycol evaporators, where the last evaporator is typically operated at a pressure of about 5 barg and where its suspended vapor is used as process vapor. by various steam users in the plant like EO pickle reboiler, glycol dehydrator and CO2 reboiler pickle remover.
[0023] No processo de recuperação de etilenoglicol de acordo com a presente invenção, o vapor do processo produzido no último evaporador de glicol e/ou vapor limpo importado é usado para acionar o recarregador do novo primeiro desidratador de glicol ("pré-desidratador") operando a uma pressão suspensa na faixa de 0 barg a 4 barg, a fim de se produzir uma corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada, a qual é subsequentemente desidratada sob condições de destilação a vácuo em um segundo desidratador (convencional) para produzir uma corrente de etilenoglicol desidratado. Tipicamente, a segunda etapa (convencional) de desidratação é realizada a uma pressão na faixa de 50 a 250 mbar, de preferência na faixa de 100 a 200 mbar.[0023] In the ethylene glycol recovery process according to the present invention, process steam produced in the last glycol evaporator and/or imported clean steam is used to drive the recharger of the new first glycol dehydrator ("pre-dehydrator" ) operating at a suspended pressure in the range of 0 barg to 4 barg, in order to produce a partially dehydrated ethylene glycol stream, which is subsequently dehydrated under vacuum distillation conditions in a second (conventional) dehydrator to produce a stream of dehydrated ethylene glycol. Typically, the second (conventional) dehydration step is carried out at a pressure in the range of 50 to 250 mbar, preferably in the range of 100 to 200 mbar.
[0024] Vantajosamente, o vapor suspenso de baixa pressão do dito primeiro desidratador de glicol é usado para acionar uma ampla gama de consumidores de vapor de baixa pressão em um processo de fabricação de óxido de etileno. Assim, em uma modalidade da presente invenção, a corrente aquosa compreendendo etilenoglicol é produzida por um processo que compreende a fabricação de óxido de etileno e hidrólise de óxido de etileno, em que pelo menos uma porção do vapor produzido no primeiro desidratador é usada para acionar um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão no processo de fabricação de óxido de etileno/etilenoglicol. Em uma modalidade, os consumidores de vapor de baixa pressão são uma ou mais unidades de resfriamento.[0024] Advantageously, the suspended low pressure steam from said first glycol dehydrator is used to drive a wide range of low pressure steam consumers in an ethylene oxide manufacturing process. Thus, in one embodiment of the present invention, the aqueous stream comprising ethylene glycol is produced by a process comprising the manufacture of ethylene oxide and hydrolysis of ethylene oxide, wherein at least a portion of the vapor produced in the first dehydrator is used to drive one or more low pressure steam consumers in the ethylene oxide/ethylene glycol manufacturing process. In one embodiment, the low pressure steam consumers are one or more cooling units.
[0025] Como mencionado acima, o processo da presente invenção envolve sujeitar uma corrente aquosa compreendendo etilenoglicol à evaporação em uma linha de evaporadores de efeito múltiplo. Como usado aqui, o termo "evaporador de efeito múltiplo" deve ser entendido como sinônimo de "evaporador de estágio múltiplo" e para se referir a um aparelho em que a água é evaporada em uma sequência de dois ou mais vasos (“estágios"), em que cada vaso evaporador é mantido a uma pressão mais baixa que o vaso anterior e em que o vapor fervido em um vaso é usado para aquecer o reebulidor do próximo vaso na linha. Aqui, apenas o primeiro vaso (na pressão mais alta) requer uma fonte externa de calor. O uso de evaporação de efeito múltiplo para a recuperação de etilenoglicol, particularmente na fabricação integrada de óxido de etileno/etilenoglicol, foi descrito em detalhes na técnica anterior, notadamente nos documentos US 3.875.019, US 6.417.411, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, sétima edição. No processo da presente invenção, a etapa de evaporação de efeito múltiplo pode ser realizada da maneira convencional, e o especialista poderá selecionar condições apropriadas, dependendo do grau desejado de remoção de água. Tipicamente, a etapa de evaporação de efeito múltiplo é realizada em 2 a 6 etapas (vasos do evaporador) ou 3 a 6 etapas, preferencialmente 2 a 5 etapas, mais preferencialmente 3 ou 4 etapas. De preferência, o serviço térmico do primeiro vaso do evaporador em linha é ajustado de modo que o teor de água na alimentação do segundo desidratador seja semelhante ao do processo convencional usando-se apenas um único desidratador operando sob vácuo. De preferência, o calor para o primeiro vaso do evaporador é fornecido por vapor de alta pressão com uma pressão no intervalo de 20 a 30 barg, mais preferencialmente no intervalo de 22 a 28 barg, mais preferencialmente no intervalo de 24 a 26 barg.[0025] As mentioned above, the process of the present invention involves subjecting an aqueous stream comprising ethylene glycol to evaporation in a line of multiple effect evaporators. As used herein, the term "multi-effect evaporator" should be understood as synonymous with "multi-stage evaporator" and to refer to an apparatus in which water is evaporated in a sequence of two or more vessels ("stages"). , in which each evaporator vessel is maintained at a lower pressure than the previous vessel and in which steam boiled in one vessel is used to heat the reboiler of the next vessel in the line. Here, only the first vessel (at the higher pressure) requires an external heat source. The use of multiple effect evaporation for the recovery of ethylene glycol, particularly in integrated ethylene oxide/ethylene glycol manufacturing, has been described in detail in the prior art, notably in US 3,875,019, US 6,417. 411, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, seventh edition In the process of the present invention, the multiple effect evaporation step can be carried out in the conventional manner, and the skilled artisan can select appropriate conditions depending on the desired degree of water removal. Typically, the multiple effect evaporation step is carried out in 2 to 6 steps (evaporator vessels) or 3 to 6 steps, preferably 2 to 5 steps, more preferably 3 or 4 steps. Preferably, the thermal service of the first vessel of the in-line evaporator is adjusted so that the water content in the feed to the second dehydrator is similar to that of the conventional process using only a single dehydrator operating under vacuum. Preferably, the heat for the first vessel of the evaporator is supplied by high pressure steam with a pressure in the range of 20 to 30 barg, more preferably in the range of 22 to 28 barg, more preferably in the range of 24 to 26 barg.
[0026] Normalmente, a sobrecarga vaporosa do último vaso do evaporador na linha de evaporadores de efeito múltiplo é usada como vapor de processo, preferencialmente a uma pressão na faixa de 3 a 8 barg, mais preferencialmente na faixa de 4 a 6 barg, mais preferencialmente na faixa de 4,5 a 5,5 barg. Vantajosamente, pelo menos uma porção da sobrecarga vaporosa do último vaso do evaporador pode ser usada para fornecer calor ao primeiro desidratador, acionando o reebulidor do primeiro desidratador. De acordo com a presente divulgação, o dito primeiro desidratador é operado a uma pressão de suspensão na faixa de 0 barg a 4 barg.[0026] Typically, the vaporous overhead from the last evaporator vessel in the line of multiple effect evaporators is used as process steam, preferably at a pressure in the range of 3 to 8 barg, more preferably in the range of 4 to 6 barg, more preferably in the range of 4.5 to 5.5 barg. Advantageously, at least a portion of the vaporous overhead of the last evaporator vessel can be used to supply heat to the first dehydrator, driving the reboiler of the first dehydrator. According to the present disclosure, said first dehydrator is operated at a suspension pressure in the range of 0 barg to 4 barg.
[0027] Assim, em uma modalidade, a sobrecarga vaporosa do último vaso do evaporador no evaporador de efeito múltiplo é usada como vapor de processo, em que pelo menos uma porção do dito vapor de processo é usada para fornecer calor ao primeiro desidratador.[0027] Thus, in one embodiment, the vaporous overhead of the last evaporator vessel in the multiple effect evaporator is used as process vapor, wherein at least a portion of said process vapor is used to supply heat to the first dehydrator.
[0028] O primeiro desidratador é, de preferência, operado a uma pressão de suspensão na faixa de 0,3 a 3 barg, mais preferencialmente na faixa de 0,5 a 1,5 barg, mais preferencialmente na faixa de 0,8 barg a 1,2 barg.[0028] The first dehydrator is preferably operated at a suspension pressure in the range of 0.3 to 3 barg, more preferably in the range of 0.5 to 1.5 barg, more preferably in the range of 0.8 barg at 1.2 barg.
[0029] De maneira vantajosa, o serviço de reebulição do primeiro desidratador é escolhido de modo que seu vapor suspenso forneça vapor de processo suficiente para atender a todos os requisitos de vapor de baixa pressão, como aparelhos de refrigeração, do processo de óxido de etileno/etilenoglicol. De preferência, a temperatura inferior do primeiro desidratador é menor que 150 °C, preferencialmente menor que 145 °C, a fim de fornecer diferença de temperatura média logarítmica (LMTD) suficiente para usar a sobrecarga do último evaporador como vapor de processo em seu reebulidor.[0029] Advantageously, the reboiling service of the first dehydrator is chosen so that its suspended steam provides sufficient process steam to meet all low pressure steam requirements, such as refrigeration apparatus, of the ethylene oxide process. /ethylene glycol. Preferably, the bottom temperature of the first dehydrator is less than 150°C, preferably less than 145°C, in order to provide sufficient logarithmic mean temperature difference (LMTD) to use the last evaporator overhead as process vapor in its reboiler. .
[0030] O primeiro desidratador pode ser qualquer tipo adequado de coluna conhecida na técnica e pode ser equipado com bandejas ou equivalentes de embalagem às etapas teóricas entre 2 e 10. O número de bandejas (teóricas) pode variar de 2 a 10 e pode ser facilmente determinado pelo especialista com base em simples experiências de otimização econômica.[0030] The first dehydrator may be any suitable type of column known in the art and may be equipped with trays or packing equivalents at theoretical steps between 2 and 10. The number of (theoretical) trays may vary from 2 to 10 and may be easily determined by the expert based on simple economic optimization experiments.
[0031] Como descrito acima, uma seção de etilenoglicol geralmente compreende uma coluna de purificação de monoetilenoglicol (MEG), em que a dita coluna de purificação de MEG é equipada com um condensador de suspensão, em que os vapores da parte superior da coluna de purificação de MEG são condensados para produzir vapor de baixa pressão e condensado, que é parcialmente ressintonizado na coluna de purificação MEG como refluxo.[0031] As described above, an ethylene glycol section generally comprises a monoethylene glycol (MEG) purification column, wherein said MEG purification column is equipped with a suspension condenser, wherein vapors from the upper part of the MEG purification columns are condensed to produce low-pressure steam and condensate, which is partially retuned in the MEG purification column as reflux.
[0032] Em uma modalidade, a seção aprimorada de etilenoglicol da presente invenção é integrada a uma seção aprimorada de óxido de etileno compreendendo um decapante de óxido de etileno (EO), em que o dito decapante de óxido de etileno contém um primeiro e um segundo reebulidor adicional, e em que o calor é fornecido ao dito segundo reebulidor de decapador de óxido de etileno por vapor de baixa pressão gerado no condensador suspenso da coluna de purificação de monoetilenoglicol (MEG). Tipicamente, o condensador de coluna MEG produz vapor com uma pressão na faixa de 1 a 4 barg, preferencialmente na faixa de 1,5 a 3 barg, mais preferencialmente na faixa de 2 a 2,5 barg. Enquanto, como descrito acima, em um processo convencional de óxido de etileno/etilenoglicol, o calor para acionar o equipamento de resfriamento frontal é principalmente fornecido pelo vapor de baixa pressão do condensador de coluna suspensa de monoetilenoglicol (MEG), o presente uso do vapor de baixa pressão do primeiro (pré-)desidratador suspenso a acionar esse equipamento de refrigeração permite a utilização do vapor de baixa pressão do condensador de coluna suspensa de MEG no dito reebulidor lateral adicional do decapante de EO. De preferência, o serviço do segundo reebulidor lateral é fixo e definido igual a ou um pouco menor que o serviço do condensador de coluna de MEG, de modo que todo o vapor de baixa pressão produzido no condensador de MEG seja consumido no reebulidor lateral e o excesso de ventilação de vapor da planta seja minimizado.[0032] In one embodiment, the ethylene glycol enhanced section of the present invention is integrated with an ethylene oxide enhanced section comprising an ethylene oxide (EO) stripper, wherein said ethylene oxide stripper contains a first and a additional second reboiler, and wherein heat is supplied to said second ethylene oxide stripper reboiler by low pressure steam generated in the suspended condenser of the monoethylene glycol (MEG) purification column. Typically, the MEG column condenser produces steam at a pressure in the range of 1 to 4 barg, preferably in the range of 1.5 to 3 barg, more preferably in the range of 2 to 2.5 barg. While, as described above, in a conventional ethylene oxide/ethylene glycol process, the heat to drive the front cooling equipment is primarily supplied by low-pressure steam from the monoethylene glycol (MEG) suspended column condenser, the present use of steam of the first suspended (pre-)dehydrator to drive this refrigeration equipment allows the use of the low pressure steam from the MEG suspended column condenser in said additional side reboiler of the EO stripper. Preferably, the service of the second side reboiler is fixed and set equal to or slightly less than the service of the MEG column condenser, so that all of the low pressure vapor produced in the MEG condenser is consumed in the side reboiler and the Excess plant vapor ventilation is minimized.
[0033] De maneira vantajosa, isso reduz o serviço do primeiro reebulidor (seção de repulsão) do decapador de EO, que convencionalmente conta com a importação de vapor a alta pressão, reduzindo assim o consumo total de vapor para o processo integrado de óxido de etileno/etilenoglicol.[0033] Advantageously, this reduces the service of the first reboiler (repulsion section) of the EO stripper, which conventionally relies on the import of high pressure steam, thus reducing the total steam consumption for the integrated EO process. ethylene/ethylene glycol.
[0034] Além disso, um refluxo "externo" frio de absorvedor pesado pode ser adicionado no topo da coluna de decapante de EO, conforme descrito em detalhes no documento WO 2006/120207, cujo conteúdo é incorporado aqui como referência. A corrente absorvente pesada não aquecida, de preferência a partir de um fundo absorvente de EO ou de um fundo absorvente de EO residual, entra no decapante de EO pelo menos um estágio acima da corrente absorvente pesada quente e intermitente. A energia é transferida do óxido de etileno e do vapor de água, deixando a seção de decapagem para a corrente absorvente pesada não aquecida dentro de uma seção de retificação adicional. Essa é uma melhoria em relação ao refluxo tradicional do decapante de EO, onde uma parte da sobrecarga do decapante de EO é condensada e reciclada de volta à coluna. Devido ao uso reduzido de vapor introduzido diretamente no fundo do decapante de EO, isso também resulta em economia de energia.[0034] Additionally, a cold "external" reflux of heavy absorber can be added on top of the EO stripper column, as described in detail in WO 2006/120207, the contents of which are incorporated herein by reference. The unheated heavy absorbent stream, preferably from an EO absorbent bottom or a residual EO absorbent bottom, enters the EO stripper at least one stage above the hot, intermittent heavy absorbent stream. Energy is transferred from the ethylene oxide and water vapor leaving the pickling section to the unheated heavy absorbent stream within an additional rectification section. This is an improvement over traditional EO stripper reflow, where a portion of the EO stripper overhead is condensed and recycled back to the column. Due to the reduced use of steam introduced directly into the bottom of the EO stripper, this also results in energy savings.
[0035] Assim, em uma modalidade, a seção aprimorada de etilenoglicol da presente invenção é integrada a uma seção aprimorada de óxido de etileno compreendendo um decapante de óxido de etileno ao qual o absorvedor pesado é fornecido a temperatura elevada e em que uma ou mais correntes de alimentação de processo externas são fornecidas ao decapador de EO em um local acima da alimentação de absorvedor pesado a temperatura elevada e a uma temperatura mais baixa em relação à alimentação de absorvedor pesado a temperatura elevada. Em uma modalidade, pelo menos uma porção da corrente absorvente pesada do fundo absorvente de óxido de etileno é usada como corrente de alimentação de processo externo fornecida a uma temperatura mais baixa para o decapante de EO. Em uma modalidade preferida, a seção de óxido de etileno compreende um absorvedor de óxido de etileno residual, em que pelo menos uma porção da corrente absorvente pesada do absorvente residual do fundo é usada como alimentação da corrente de alimentação de processo externa fornecida a uma temperatura mais baixa para o decapante de EO.[0035] Thus, in one embodiment, the ethylene glycol enhanced section of the present invention is integrated with an ethylene oxide enhanced section comprising an ethylene oxide stripper to which the heavy absorber is supplied at elevated temperature and in which one or more External process feed streams are supplied to the EO stripper at a location above the elevated temperature heavy absorber feed and at a lower temperature relative to the elevated temperature heavy absorber feed. In one embodiment, at least a portion of the heavy absorbent stream from the ethylene oxide absorbent bottom is used as an external process feed stream supplied at a lower temperature to the EO stripper. In a preferred embodiment, the ethylene oxide section comprises a residual ethylene oxide absorber, wherein at least a portion of the bottom residual absorbent heavy absorbent stream is used as feed to the external process feed stream supplied at a temperature lowest for EO stripper.
[0036] De maneira vantajosa, o absorvedor de EO residual pode ser fornecido com absorvedor pesado do absorvente de EO do fundo em sua seção inferior (ou seja, acima do ponto em que as extremidades leves e o óxido de etileno não condensado são alimentados), resultando em uma redução substancial em seu requisito de absorvente leve, o que, por sua vez, reduz a reciclagem da circulação da água, economizando vapor de decapagem no decapante de EO e resfriamento de absorvente leve. Normalmente, um leito compactado equivalente a um a cinco estágios teóricos seria fornecido na seção inferior do absorvedor de EO residual, a fim de otimizar o fluxo absorvente leve. Por conseguinte, em uma modalidade, a seção de óxido de etileno compreende um absorvedor de óxido de etileno residual, em que pelo menos uma porção da corrente absorvente pesada de um absorvedor de óxido de etileno de fundo é fornecida acima do ponto em que uma alimentação compreendendo óxido de etileno é fornecida ao dito absorvedor de óxido de etileno residual.[0036] Advantageously, the residual EO absorber can be provided with heavy bottom EO absorber absorber in its lower section (i.e. above the point where the light ends and uncondensed ethylene oxide are fed) , resulting in a substantial reduction in your light absorbent requirement, which in turn reduces water circulation recycling, saving pickling steam in EO stripper and light absorbent cooling. Typically, a packed bed equivalent to one to five theoretical stages would be provided in the bottom section of the waste EO absorber in order to optimize light absorbent flow. Accordingly, in one embodiment, the ethylene oxide section comprises a residual ethylene oxide absorber, wherein at least a portion of the heavy absorbent stream from a bottom ethylene oxide absorber is supplied above the point at which a feed comprising ethylene oxide is supplied to said waste ethylene oxide absorber.
[0037] A redução do fluxo absorvente leve para o absorvedor de EO residual reduz a reciclagem da circulação de água, o que economiza vapor de decapagem no decapante de EO e resfriamento de absorvedor leve.[0037] Reducing the light absorbent flow to the residual EO absorber reduces water circulation recycling, which saves pickling vapor in the EO stripper and light absorber cooling.
[0038] Nos processos de óxido de etileno/etilenoglicol da técnica anterior, condensados do segundo, terceiro etc. reebulidores do evaporador de efeito múltiplo são tipicamente coletados em um tambor de condensado de processo operando a 5 a 15 barg e exposto intermitentemente para fornecer cerca de 3 a 7 barg de vapor de processo, que é usado no processo como vapor aberto em um decapante de dióxido de carbono e em ejetores de vácuo, enquanto o condensado é usado para troca de calor em um preaquecedor do reator de etilenoglicol, que é novamente exposto em um tambor de oscilação de água para fornecer vapor de pressão mais baixa e o condensado do tambor de oscilação de água é fornecido como condensado do processo de reciclagem para o reator de etilenoglicol.[0038] In prior art ethylene oxide/ethylene glycol processes, condensates from the second, third, etc. Multiple effect evaporator reboilers are typically collected in a process condensate drum operating at 5 to 15 barg and exposed intermittently to provide about 3 to 7 barg of process steam, which is used in the process as open steam in a stripper. carbon dioxide and in vacuum ejectors, while the condensate is used for heat exchange in an ethylene glycol reactor preheater, which is again exposed in a water swing drum to provide lower pressure steam and the condensate from the Swing water is supplied as condensate from the recycling process to the ethylene glycol reactor.
[0039] Na presente invenção, vantajosamente, o tambor de condensado do processo para condensados do segundo, terceiro etc. reebulidores do evaporador de efeito múltiplo é operado a uma pressão reduzida na faixa de 4 a 10 barg. Os condensados coletados do evaporador de efeito múltiplo são expostos rapidamente para produzir vapor instantâneo com uma pressão na faixa de 3 a 7 barg, em que o condensado do tambor de condensado do processo é diretamente reciclado para o reator de etilenoglicol. Assim, em uma modalidade, os condensados coletados do evaporador de efeito múltiplo são expostos rapidamente para produzir vapor instantâneo e condensado instantâneo, em que pelo menos uma porção do condensado instantâneo é reciclada para um reator de etilenoglicol.[0039] In the present invention, advantageously, the condensate drum of the process for condensates of the second, third, etc. Multiple effect evaporator reboilers are operated at a reduced pressure in the range of 4 to 10 barg. The condensates collected from the multiple effect evaporator are rapidly exposed to produce instantaneous steam with a pressure in the range of 3 to 7 barg, whereby the condensate from the process condensate drum is directly recycled to the ethylene glycol reactor. Thus, in one embodiment, condensates collected from the multiple effect evaporator are rapidly exposed to produce flash steam and flash condensate, wherein at least a portion of the flash condensate is recycled to an ethylene glycol reactor.
[0040] Além das vantagens mencionadas acima para a integração de calor em um processo de óxido de etileno/etilenoglicol e equipamentos associados, a reciclagem direta de condensado do tambor de condensado do processo para o reator de glicol, em vez da troca de calor, permite o uso de um único preaquecedor do reator de etilenoglicol, operando com vapor de alta pressão.[0040] In addition to the advantages mentioned above for heat integration in an ethylene oxide/ethylene glycol process and associated equipment, direct recycling of condensate from the process condensate drum to the glycol reactor, instead of heat exchange, allows the use of a single ethylene glycol reactor preheater, operating with high pressure steam.
[0041] No processo da invenção, o vapor produzido no primeiro desidratador é vantajosamente usado para iniciar um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão no processo. O condensado do processo desses consumidores de vapor de baixa pressão pode ser reciclado para um tambor de oscilação de água de baixa pressão e pelo menos uma porção do mesmo pode ser usada para fornecer refluxo do primeiro desidratador. Por conseguinte, em uma modalidade, pelo menos uma porção do condensado de um ou mais consumidores de vapor de baixa pressão na seção de óxido de etileno é usada para fornecer refluxo ao primeiro desidratador.[0041] In the process of the invention, the steam produced in the first dehydrator is advantageously used to start one or more low pressure steam consumers in the process. Process condensate from these low pressure steam consumers can be recycled to a low pressure water swing drum and at least a portion thereof can be used to provide reflux from the first dehydrator. Accordingly, in one embodiment, at least a portion of the condensate from one or more low pressure steam consumers in the ethylene oxide section is used to provide reflux to the first dehydrator.
[0042] O processo de etilenoglicol produz aldeídos como subproduto. Na formação convencional, os aldeídos no sistema são tipicamente sangrados dos evaporadores de etilenoglicol através do sangramento do condensado do processo a partir do tambor de descarga de água para a água residual, através do encaminhamento de condensado do vapor de 3 barg do tambor de descarga de água para a água residual, e através do uso do vapor de processo de 3 a 7 barg (exposto rapidamente no tambor de condensado do processo) como vapor aberto em um decapante de dióxido de carbono e em ejetores de vácuo[0042] The ethylene glycol process produces aldehydes as a byproduct. In conventional formation, the aldehydes in the system are typically bled from the ethylene glycol evaporators by bleeding the process condensate from the water discharge drum into the waste water, by routing the 3 barg steam condensate from the water discharge drum. water to the waste water, and through the use of 3 to 7 barg process steam (briefly exposed in the process condensate drum) as open steam in a carbon dioxide stripper and in vacuum ejectors
[0043] No processo da presente invenção, não há sangria do vapor de suspensão a 3 barg do tambor de purga de água. Portanto, no presente processo, deve-se tomar cuidado para sangrar vapor de processo de 5 barg suficiente do sistema através do uso como vapor aberto para o decapante de CO2 e usar nos ejetores de vácuo para remover os aldeídos do sistema. De preferência, também são feitas provisões para a sangria de aldeídos através da sangria de condensado do tambor de condensado do processo e do tambor de oscilação de água para águas residuais, se necessário.[0043] In the process of the present invention, there is no bleeding of the suspension vapor at 3 barg from the water purge drum. Therefore, in the present process, care must be taken to bleed sufficient 5 barg process steam from the system through use as open steam for the CO2 stripper and use in the vacuum ejectors to remove aldehydes from the system. Preferably, provision is also made for bleeding aldehydes by bleeding condensate from the process condensate drum and the wastewater water swing drum, if necessary.
[0044] Após a obtenção da corrente de etilenoglicol desidratado a partir do segundo desidratador, o monoetilenoglicol (MEG) e, opcionalmente, dietilenoglicol (DEG) e trietilenoglicol (TEG) podem ser recuperados da corrente desidratada de etilenoglicol por métodos de destilação fracionária conhecidos na técnica. Como mencionado acima, o vapor de baixa pressão gerado no condensador suspenso da coluna de MEG pode ser utilizado para acionar um segundo reebulidor lateral do decapante de óxido de etileno.[0044] After obtaining the dehydrated ethylene glycol stream from the second dehydrator, monoethylene glycol (MEG) and, optionally, diethylene glycol (DEG) and triethylene glycol (TEG) can be recovered from the dehydrated ethylene glycol stream by fractional distillation methods known in the art. technique. As mentioned above, the low pressure steam generated in the suspended condenser of the MEG column can be used to drive a second side reboiler of the ethylene oxide stripper.
[0045] A invenção será agora descrita em detalhes com referência às modalidades não limitativas mostradas nas Figuras.[0045] The invention will now be described in detail with reference to the non-limiting embodiments shown in the Figures.
[0046] A Figura 1 mostra um desenho esquemático de uma unidade de etilenoglicol de acordo com a técnica anterior, compreendendo um reator de etilenoglicol, evaporadores e um desidratador (a vácuo). Uma corrente de alimentação aquosa de óxido de etileno (1) é fornecida a um primeiro (3a), segundo (3b) e terceiro (3c) preaquecedor de reator de etilenoglicol, ao qual o calor é fornecido na forma de vapor de baixa pressão (4), troca direta de calor com condensado de processo quente (5) e vapor de alta pressão (6), respectivamente, ao reator de etilenoglicol e equipamento associado (8). Aqui, a corrente aquosa de óxido de etileno é convertida em uma corrente aquosa de etilenoglicol (9), que é fornecida ao primeiro evaporador (10a) (primeiro estágio) de um evaporador de efeito múltiplo compreendendo ainda (como um exemplo) um segundo (10b), terceiro (10c) e quarto (10d) evaporadores (segundo, terceiro e quarto estágios), cada evaporador seguinte em linha operando a pressão mais baixa que o evaporador anterior. O calor para o primeiro evaporador (10a) é fornecido através de corrente de vapor de alta pressão (2). Cada estágio do evaporador de efeito múltiplo compreende um reebulidor (11a), (11b), (11c) e (11d), produzindo fluxos de retorno do reebulidor contendo vapor/líquido (15a), (15b), (15c) e (15d), respectivamente, fornecendo calor ao fundo de cada evaporador. As sobrecargas vaporosas (12a), (12b) e (12c) de cada evaporador são fornecidas ao reebulidor (11b), (11c) e (11d) do próximo evaporador em linha, respectivamente. Cada evaporador produz uma corrente cada vez mais concentrada (13a), (13b), (13c) e (13d) que é fornecida como corrente de alimentação para o próximo evaporador (10b), (10c) e (10d) na linha, respectivamente. As correntes concentradas de glicol (14a), (14b), (14c) e (14d) dos evaporadores são recicladas para reebulidores (11a), (11b), (11c) e (11d), respectivamente. A sobrecarga vaporosa (12d) do último evaporador em linha (geralmente de 3 a 8 barg) é geralmente pelo menos parcialmente utilizada como vapor de processo para vários consumidores de vapor na planta de óxido de etileno/etilenoglicol. Os condensados do processo (16b), (16c) e (16d) dos reebulidores do segundo, terceiro e quarto evaporadores são coletados no tambor instantâneo de condensado do processo (17) e expostos rapidamente para fornecer aproximadamente 3 a 7 barg de vapor do processo (29). A corrente de condensado quente (30) é usada para troca direta de calor, como a corrente (5), no preaquecedor (3b) do reator de etilenoglicol, e a corrente resfriada (31) é exposta rapidamente no tambor de oscilação de água (32) para produzir menor fluxo de vapor de pressão mais baixa (33). A corrente de condensado (34) é reciclada para o reator de etilenoglicol, fornecendo-o a montante do primeiro preaquecedor (3a). A corrente de etilenoglicol concentrada (13d) é fornecida ao desidratador de glicol (19) equipado com um reebulidor (20) com entrada de vapor (21) e operando sob vácuo para produzir uma corrente de glicol desidratado (24). A corrente suspensa vaporosa do desidratador (25) é parcialmente reciclada para o desidratador e uma porção pode ser removida como corrente de água residual (28).[0046] Figure 1 shows a schematic drawing of an ethylene glycol unit according to the prior art, comprising an ethylene glycol reactor, evaporators and a dehydrator (vacuum). An aqueous feed stream of ethylene oxide (1) is supplied to a first (3a), second (3b) and third (3c) ethylene glycol reactor preheater, to which heat is supplied in the form of low pressure steam ( 4), direct heat exchange with hot process condensate (5) and high pressure steam (6), respectively, to the ethylene glycol reactor and associated equipment (8). Here, the aqueous ethylene oxide stream is converted into an aqueous ethylene glycol stream (9), which is supplied to the first evaporator (10a) (first stage) of a multiple effect evaporator further comprising (as an example) a second ( 10b), third (10c) and fourth (10d) evaporators (second, third and fourth stages), each next evaporator in line operating at lower pressure than the previous evaporator. Heat for the first evaporator (10a) is supplied via high pressure steam stream (2). Each stage of the multiple effect evaporator comprises a reboiler (11a), (11b), (11c) and (11d), producing reboiler return streams containing vapor/liquid (15a), (15b), (15c) and (15d ), respectively, providing heat to the bottom of each evaporator. The vaporous overheads (12a), (12b) and (12c) of each evaporator are supplied to the reboiler (11b), (11c) and (11d) of the next evaporator in line, respectively. Each evaporator produces an increasingly concentrated current (13a), (13b), (13c) and (13d) which is supplied as a feed current to the next evaporator (10b), (10c) and (10d) in the line respectively . The concentrated glycol streams (14a), (14b), (14c) and (14d) from the evaporators are recycled to reboilers (11a), (11b), (11c) and (11d), respectively. The vaporous overhead (12d) of the last in-line evaporator (generally 3 to 8 barg) is generally at least partially used as process steam for various steam consumers in the ethylene oxide/ethylene glycol plant. Process condensates (16b), (16c), and (16d) from the reboilers of the second, third, and fourth evaporators are collected in the flash process condensate drum (17) and rapidly exposed to provide approximately 3 to 7 barg of process vapor (29). The hot condensate stream (30) is used for direct heat exchange, like the stream (5), in the preheater (3b) of the ethylene glycol reactor, and the cooled stream (31) is rapidly exposed in the water oscillation drum ( 32) to produce lower steam flow at lower pressure (33). The condensate stream (34) is recycled to the ethylene glycol reactor, supplying it upstream of the first preheater (3a). The concentrated ethylene glycol stream (13d) is supplied to the glycol dehydrator (19) equipped with a reboiler (20) with steam inlet (21) and operating under vacuum to produce a stream of dehydrated glycol (24). The vaporous suspended stream from the dehydrator (25) is partially recycled to the dehydrator and a portion may be removed as waste water stream (28).
[0047] A Figura 2 mostra um desenho esquemático de uma unidade de etilenoglicol de acordo com a presente invenção. Uma corrente aquosa de alimentação de óxido de etileno (1) é fornecida a um único preaquecedor de reator de etilenoglicol (3c), ao qual o calor é fornecido na forma de vapor de alta pressão (6), e o óxido de etileno preaquecido é a corrente subsequentemente fornecida ao reator de etilenoglicol e equipamento associado (8) para produzir corrente aquosa de etilenoglicol (9). A corrente aquosa de etilenoglicol (9) é fornecida ao primeiro evaporador (10a) (primeiro estágio) de um evaporador de efeito múltiplo compreendendo ainda (como exemplo) um segundo (10b), terceiro (10c) e quarto (10d) evaporador como descrito em detalhes na Figura 1. No processo e sistema de acordo com a presente invenção, a corrente concentrada de etilenoglicol (13d) que deixa o último evaporador do evaporador de efeito múltiplo é fornecida a um primeiro desidratador (37) operando a uma pressão aérea na faixa de 0 barg a 4 barg para produzir uma corrente de etilenoglicol parcialmente desidratada (13e) que é fornecida a um segundo desidratador (19) operando sob vácuo como descrito na Figura 1, para se obter uma corrente de etilenoglicol desidratada (24). A corrente aérea vaporosa (38) do primeiro desidratador (37), com uma pressão na faixa de 0 barg a 4 barg, é utilizada por consumidores de vapor de baixa pressão em outras partes do processo, como a unidade de resfriamento (39). Os fluxos de condensados de baixa pressão (40), (22) e/ou (23) são coletados no tambor de oscilação de água (41) e expostos rapidamente para produzir vapor de baixa pressão (42) que pode ser utilizado pelos consumidores de vapor de baixa pressão no processo. O condensado do processo (40) do usuário da haste de baixa pressão (39) também pode ser usado para fornecer refluxo, via linha (46), ao primeiro desidratador de glicol (37).[0047] Figure 2 shows a schematic drawing of an ethylene glycol unit according to the present invention. An aqueous ethylene oxide feed stream (1) is supplied to a single ethylene glycol reactor preheater (3c), to which heat is supplied in the form of high pressure steam (6), and the preheated ethylene oxide is the stream subsequently supplied to the ethylene glycol reactor and associated equipment (8) to produce aqueous ethylene glycol stream (9). The aqueous ethylene glycol stream (9) is supplied to the first evaporator (10a) (first stage) of a multiple effect evaporator further comprising (by way of example) a second (10b), third (10c) and fourth (10d) evaporator as described. in detail in Figure 1. In the process and system according to the present invention, the concentrated ethylene glycol stream (13d) leaving the last evaporator of the multiple effect evaporator is supplied to a first dehydrator (37) operating at an air pressure at range from 0 barg to 4 barg to produce a partially dehydrated ethylene glycol stream (13e) which is fed to a second dehydrator (19) operating under vacuum as described in Figure 1, to obtain a dehydrated ethylene glycol stream (24). The vaporous overhead stream (38) from the first dehydrator (37), with a pressure in the range of 0 barg to 4 barg, is used by low pressure steam consumers in other parts of the process, such as the cooling unit (39). Low pressure condensate streams (40), (22) and/or (23) are collected in the water oscillation drum (41) and exposed quickly to produce low pressure steam (42) that can be used by consumers of low pressure steam in the process. Process condensate (40) from the user of the low pressure rod (39) can also be used to provide reflux, via line (46), to the first glycol dehydrator (37).
[0048] Os condensados do processo (16b), (16c) e (16d) dos reebulidores do segundo, terceiro e quarto evaporadores e o condensado (44) do tambor de oscilação de água (41) são coletados no tambor instantâneo de condensado do processo (17) e expostos rapidamente para fornecer vapor de processo (29) adequado para uso por aproximadamente 3 a 6 barg de consumidores de vapor (43) no processo. Vantajosamente, pelo menos uma porção da sobrecarga vaporosa (12d) do último vaso evaporador (10d) é usada para fornecer calor ao desidratador (37) acionando o reebulidor (11e) do primeiro desidratador (37). A corrente de condensado quente (30) é reciclada para o reator de etilenoglicol (8), fornecendo diretamente a montante do preaquecedor do reator de etilenoglicol (3c).[0048] The process condensates (16b), (16c) and (16d) from the reboilers of the second, third and fourth evaporators and the condensate (44) from the water oscillation drum (41) are collected in the instantaneous condensate drum of the process (17) and rapidly exposed to provide process steam (29) suitable for use by approximately 3 to 6 barg of steam consumers (43) in the process. Advantageously, at least a portion of the vaporous overhead (12d) of the last evaporator vessel (10d) is used to supply heat to the dehydrator (37) driving the reboiler (11e) of the first dehydrator (37). The hot condensate stream (30) is recycled to the ethylene glycol reactor (8), supplying directly upstream of the ethylene glycol reactor preheater (3c).
[0049] A Figura 3 mostra um desenho esquemático de uma seção de recuperação de óxido de etileno de acordo com uma modalidade da presente invenção. Uma corrente contendo óxido de etileno (51) é fornecida ao absorvedor de óxido de etileno (50) ao qual é fornecida uma corrente absorvente leve resfriada (52), para fornecer uma corrente aérea (53) e uma corrente absorvente pesada (54). A corrente absorvente pesada (54) entra em contato com uma corrente absorvente leve quente (59) em um ou mais trocadores de calor (55) para fornecer uma corrente absorvente pesada quente (56), que é fornecida ao decapante de óxido de etileno (57). No decapante de óxido de etileno (57), usando o vapor fornecido pela entrada (58), o óxido de etileno é retirado do absorvedor pesado para fornecer uma corrente absorvente leve (59) e uma corrente aérea (63) compreendendo óxido de etileno e água. Um vapor de purga de glicol é removido pela saída (61). De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o decapante de óxido de etileno (57) compreende, além de um primeiro reebulidor (60), um segundo reebulidor (62) operando com vapor de baixa pressão produzido em outras partes da planta, como em um condensador aéreo de monoetilenoglicol, reduzindo assim o serviço do reebulidor de fundo (60). A corrente suspensa do decapante de óxido de etileno (63) é fornecida a uma ou mais unidades condensadoras (64) para fornecer corrente aquosa de óxido de etileno (65) e uma corrente de vapor (66) compreendendo extremidades leves e óxido de etileno não condensado. O óxido de etileno não condensado é recuperado das extremidades leves no absorvedor de óxido de etileno residual (67), ao qual é fornecida uma corrente absorvente leve fria (68). Essa corrente absorvente leve fria (68) é obtida através da troca de calor da corrente absorvente leve quente (59) com a corrente absorvente pesada fria (54) em um ou mais trocadores de calor (55) e resfriando em uma ou mais unidades de refrigeração/resfriamento (69).[0049] Figure 3 shows a schematic drawing of an ethylene oxide recovery section according to an embodiment of the present invention. A stream containing ethylene oxide (51) is supplied to the ethylene oxide absorber (50) to which a cooled light absorbent stream (52) is supplied, to provide an overhead stream (53) and a heavy absorbent stream (54). The heavy absorbent stream (54) contacts a hot light absorbent stream (59) in one or more heat exchangers (55) to provide a hot heavy absorbent stream (56), which is supplied to the ethylene oxide stripper ( 57). In the ethylene oxide stripper (57), using steam supplied from inlet (58), ethylene oxide is drawn from the heavy absorber to provide a light absorbent stream (59) and an overhead stream (63) comprising ethylene oxide and water. A glycol purge vapor is removed through the outlet (61). According to a preferred embodiment of the present invention, the ethylene oxide stripper (57) comprises, in addition to a first reboiler (60), a second reboiler (62) operating with low pressure steam produced in other parts of the plant, such as in an overhead monoethylene glycol condenser, thus reducing the service of the bottom reboiler (60). The suspended stream of ethylene oxide stripper (63) is supplied to one or more condensing units (64) to provide an aqueous stream of ethylene oxide (65) and a vapor stream (66) comprising light ends and untreated ethylene oxide. condensed. Uncondensed ethylene oxide is recovered from the light ends in the residual ethylene oxide absorber (67), to which a cold light absorbent stream (68) is supplied. This cold light absorbent stream (68) is obtained by exchanging heat from the hot light absorbent stream (59) with the cold heavy absorbent stream (54) in one or more heat exchangers (55) and cooling in one or more cooling units. refrigeration/cooling (69).
[0050] De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, uma corrente absorvente pesada fria (70) retirada do absorvedor de óxido de etileno residual (67) é fornecida ao decapante de óxido de etileno (57) em um ponto acima da corrente absorvente pesada quente (56), assim fornecendo refluxo externo para a coluna decapante. Nesta modalidade, pelo menos uma porção (71) da corrente absorvente pesada fria (54) retirada do fundo do absorvedor de óxido de etileno (50) é fornecida ao absorvedor de óxido de etileno residual (67) acima do ponto em que a alimentação (66) compreender óxido de etileno é fornecida ao absorvedor de óxido de etileno residual (67), reduzindo assim o requisito de absorvedor leve (fornecido através da corrente (68)) do absorvedor de resíduos (67).[0050] In accordance with a preferred embodiment of the present invention, a cold heavy absorbent stream (70) taken from the residual ethylene oxide absorber (67) is supplied to the ethylene oxide stripper (57) at a point above the absorbent stream hot heavy weight (56), thus providing external reflux for the stripper column. In this embodiment, at least a portion (71) of the cold heavy absorbent stream (54) taken from the bottom of the ethylene oxide absorber (50) is supplied to the residual ethylene oxide absorber (67) above the point at which the feed ( 66) comprising ethylene oxide is supplied to the waste ethylene oxide absorber (67), thereby reducing the light absorber requirement (supplied via chain (68)) of the waste absorber (67).
Claims (12)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP17203352 | 2017-11-23 | ||
| EP17203352.4 | 2017-11-23 | ||
| PCT/EP2018/081844 WO2019101707A1 (en) | 2017-11-23 | 2018-11-20 | Processes for the production of ethylene oxide and ethylene glycol |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112020009352A2 BR112020009352A2 (en) | 2020-10-27 |
| BR112020009352B1 true BR112020009352B1 (en) | 2023-08-01 |
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